Сквозь время и полимеры: как Уиллард Либби изобрел метод радиоуглеродного датирования

Многие века археология и палеонтология стояли на месте — определить возраст найденных артефактов можно было лишь приблизительно. Все изменилось благодаря Уилларду Либби — американскому химику, который научился датировать предметы с помощью радиоактивного изотопа углерода.

Детство и образование Уилларда Либби

Уиллард Либби родился в семье обычного фермера в штате Колорадо. Его отец, Оур Эдвард Либби, окончил всего три класса и совсем не интересовался образованием своих детей. Тем не менее, Уиллард всегда мечтал стать человеком науки. До пяти лет он учился в двухкомнатной школе недалеко от фермы, а после — в колледже в Себастополе, который окончил в 1926 году.

Уиллард Либби знал, что будет горным инженером, и через год поступил в Калифорнийский университет в Беркли. Однако химия заинтересовала его куда больше. В 1931 году Уиллард получил диплом бакалавра по химии, а к 1933 году подтвердил свою докторскую степень. Он написал диссертацию на тему обнаружения радиоактивных элементов, взяв за основу свои исследования самария.

Радиоактивные элементы так заинтересовали Уилларда, что ученый в результате занимался ими всю жизнь. В 1838 году он начал преподавать в университете, а в 1941 году присоединился к Манхэттенскому проекту. Там Уиллард Либби изучал газовую диффузию, чтобы создать обогащенный уран.

Мужчина также работал на фабрике К-25 и помогал создавать бомбу Малыш, которую США сбросили на Хиросиму в 1945 году. В тот день, 6 августа, ученый принес домой свежие газеты и сказал своей жене: «Это сделал я». Именно тогда Уиллард решил направить свои разработки в мирное русло.

Открытие радиоуглеродного датирования

По окончании Второй мировой войны Либби стал профессором химии в Институте ядерных исследований при Чикагском университете. Там он вновь вернулся к исследованиям радиоактивных элементов. В основу самого главного изобретения Уилларда легло открытие углерода-14 — его обнаружили английские физики в 1936 году.

У Уилларда Либби не получилось пройти мимо: он начал проводить опыты, чтобы вычислить значение полураспада нового элемента. Ученый взял во внимание несколько уже известных фактов. Так, каждый человек состоит из атомов углерода, которые взаимодействуют с окружающей средой. Ранее эти атомы были в углекислом газе, который усваивали растения в процессе фотосинтеза.

Эти растения ели другие живые существа — значит, содержание углерода у всех «участников» этого процесса было одинаковым. Уиллард заметил, что как только организм умирал, количество вещества снижалось вдвое. При этом существовало всего три изотопа углерода: два стабильных и один радиоактивный.

Так Либби понял, что измерив их разницу, можно было определить, через сколько прекращался углеродный обмен — то есть наступала смерть. Эти наблюдения дали толчок развитию геофизики, археологии, палеонтологии и других наук. Все потому, что новый радиоуглеродный метод измерял приблизительный «возраст» костей, сосудов, построек и даже воды.

«За мирный атом»: другие изобретения Уилларда Либби

В 1950 году Либби был приглашен в Комиссию по атомной энергии США. Вместе с семьей он переехал в Вашингтон, где открыл свою лабораторию при Институте Карнеги. Уиллард выступал за продолжение ядерных исследований и один из немногих поддержал Эдварда Теллера в создании водородной бомбы.

Либби также популяризировал программу Дуайта Эйзенхауэра «За мирный атом» (англ. Atoms for Peace) и представлял Штаты на Женевских конференциях. Именно Уиллард Либби раскрыл общественности ряд секретных исследований, проводившихся США в области радиоактивности.

В 1959 году Уиллард покинул Комиссию и начал преподавать в Калифорнийском университете. Он получил премию Эйнштейна и Нобелевскую премию по химии. В 1962 году ученый стал директором Института геофизики и физики планет в Лос-Анджелесе и запустил собственную программу по экологической инженерии.

На протяжении последних лет жизни Уиллард Либби проводил исследования по очищению кислорода и участвовал в разработке стандарта качества воздуха. Химик скончался в возрасте 71 года от осложнений пневмонии. После его смерти Леона Вудс Маршалл Либби отредактировала и опубликовала все работы и лекции покойного мужа.